redis缓存数据库的详解

1,什么是redis?

Redis是完全开源免费的,遵守BSD协议,是一个高性能的key-value数据库

Redis与其他key-value缓存产品有以下三个特点:

1. Redis支持数据的持久化,可以将内存中的数据保存在磁盘中,重启的时候可以再次加载进行性使用
2. Redis不仅仅支持简单的key-value,同时还提供list, set, zset, hash等数据结构的存储
3. Redis支持数据的备份,即master-slave模式的数据备份

2,Redis优势

1. 性能极高-Redis能读的速度时110000次/s,写的速度是81000次/s
2. 丰富的数据类型-Redis支持二进制案例的String(字符串), Lists(列表), Hashes(散列), Sets(集合)及OrderedSets(有序集合)数据类型操作,
3. 原子-Redis的所有操作都是原子性的,意思就是说要么成功执行,要么失败完全不执行,单个操作是原子性的,多个操作也支持事物,即原子性,通过MULTI和EXEC指令包起来
4. 丰富的特性--Redis还支持publish/subscribe,通知,key,过期等等特性

3,Redis与其他key-value存储有什么不同?

1. Redis有着更复杂的数据结构并且提供对他们原子性操作,这是一个不同于其他数据库的进化路径,Redis的数据类型是基于数据结构的同时对程序员透明,无需进行额外的抽象
2. Redis运行在内存中但是可以持久化到磁盘,所以对不同数据及进行高速读写时需要权衡内存,因为数据量不能大于硬件内存,在内存数据库方面的另一个优点是,相比在磁盘上相同的复杂的数据结构,在内存汇总操作起来非常简单,这样Redis可以做很多内部复杂性很强的事情.同时,在磁盘格式方面他们是紧凑的以追加的方式产生,因为他们并不需要进行随机访问

4,安装

Windows安装地址:

• https://github.com/MSOpenTech/redis/releases.

redis支持32位和64位.这个需要根据系统平台的实际情况选择.

解压完以后是这样一个目录,打开一个cmd窗口,使用cd命令切换到D:\Redis下运行:

redis-server.exe redis.windows.conf

开启服务,在w10的系统中开启服务,就会在进程中每当开机的时候,redis服务就会启动,如果不是的话,每次就要开启一下服务,

然后一下客户端连接一下:

redis-cli.exe -h 127.0.0.1 -p 6379

这时指定那台服务器上的redis服务,看是否ping的通

5,Redis的配置

Redis配置文件位于Redis目录下,文件名为redis.conf.

你可以通过CONFIG命令查看或设置配置项

redis 127.0.0.1:6379> CONFIG GET CONFIG_SETTING_NAME

查询所有参数配置

CONFIG GET *

127.0.0.1:6379> CONFIG GET *
  1) "dbfilename"
  2) "dump.rdb"
  3) "requirepass"
  4) ""
  5) "masterauth"
  6) ""
  7) "unixsocket"
  8) ""
  9) "logfile"
 10) "server_log.txt"
 11) "pidfile"
 12) ""
 13) "maxmemory"
 14) "104857600"
 15) "maxmemory-samples"
 16) "5"
 17) "timeout"
 18) "0"
 19) "auto-aof-rewrite-percentage"
 20) "100"
 21) "auto-aof-rewrite-min-size"
 22) "67108864"
 23) "hash-max-ziplist-entries"
 24) "512"
 25) "hash-max-ziplist-value"
 26) "64"
 27) "list-max-ziplist-size"
 28) "-2"
 29) "list-compress-depth"
 30) "0"
 31) "set-max-intset-entries"
 32) "512"
 33) "zset-max-ziplist-entries"
 34) "128"
 35) "zset-max-ziplist-value"
 36) "64"
 37) "hll-sparse-max-bytes"
 38) "3000"
 39) "lua-time-limit"
 40) "5000"
 41) "slowlog-log-slower-than"
 42) "10000"
 43) "latency-monitor-threshold"
 44) "0"
 45) "slowlog-max-len"
 46) "128"
 47) "port"
 48) "6379"
 49) "tcp-backlog"
 50) "511"
 51) "databases"
 52) "16"
 53) "repl-ping-slave-period"
 54) "10"
 55) "repl-timeout"
 56) "60"
 57) "repl-backlog-size"
 58) "1048576"
 59) "repl-backlog-ttl"
 60) "3600"
 61) "maxclients"
 62) "10000"
 63) "watchdog-period"
 64) "0"
 65) "slave-priority"
 66) "100"
 67) "min-slaves-to-write"
 68) "0"
 69) "min-slaves-max-lag"
 70) "10"
 71) "hz"
 72) "10"
 73) "cluster-node-timeout"
 74) "15000"
 75) "cluster-migration-barrier"
 76) "1"
 77) "cluster-slave-validity-factor"
 78) "10"
 79) "repl-diskless-sync-delay"
 80) "5"
 81) "tcp-keepalive"
 82) "0"
 83) "cluster-require-full-coverage"
 84) "yes"
 85) "no-appendfsync-on-rewrite"
 86) "no"
 87) "slave-serve-stale-data"
 88) "yes"
 89) "slave-read-only"
 90) "yes"
 91) "stop-writes-on-bgsave-error"
 92) "yes"
 93) "daemonize"
 94) "no"
 95) "rdbcompression"
 96) "yes"
 97) "rdbchecksum"
 98) "yes"
 99) "activerehashing"
100) "yes"
101) "protected-mode"
102) "yes"
103) "repl-disable-tcp-nodelay"
104) "no"
105) "repl-diskless-sync"
106) "no"
107) "aof-rewrite-incremental-fsync"
108) "yes"
109) "aof-load-truncated"
110) "yes"
111) "maxmemory-policy"
112) "noeviction"
113) "loglevel"
114) "notice"
115) "supervised"
116) "no"
117) "appendfsync"
118) "everysec"
119) "appendonly"
120) "no"
121) "dir"
122) "D:\\Redis"
123) "save"
124) "jd 900 jd 300 jd 60"
125) "client-output-buffer-limit"
126) "normal 0 0 0 slave 268435456 67108864 60 pubsub 33554432 8388608 60"
127) "unixsocketperm"
128) "0"
129) "slaveof"
130) ""
131) "notify-keyspace-events"
132) ""
133) "bind"
134) "127.0.0.1"
127.0.0.1:6379>

设置命令:

redis 127.0.0.1:6379> CONFIG SET CONFIG_SETTING_NAME NEW_CONFIG_VALUE

redis 127.0.0.1:6379> CONFIG SET loglevel "notice"
OK
redis 127.0.0.1:6379> CONFIG GET loglevel

1) "loglevel"
2) "notice"

参数说明:

redis.conf配置项 说明如下:

1. Redis默认不是以守护进程的方式运行,可以通过改配置项修改,使用过yes启用守护进程
   • daemonize no
2. 当Redis监听端口,默认端口 为6379,作者在自己的一篇稳重解释了为什们选用6379作为默认端口,因为6379在手机按键上对应MERZ对应的号码,而MERZ取自意大利歌女Alessia Merz的名字
   • port 6379
3. 绑定的主机地址
   • bind 127.0.0.1
4. 当Redis以守护进程运行时,Redis默认会把pid写入/var/run/redis.pid文件 ,可以通过pidfile指定
   • pidfile /var/run/redis.pid
5. 当客户端闲置多长时间后关闭连接, 如果指定 为0, 表示关闭该功能
   • timeout 300(单位是毫秒)
6. 指定日志记录级别,Redis总共支持四个级别:debug, verbose, notice, warning,, 默认verbose
   • loglevel verbose
7. 日志记录方式,默认为标准输出,如果配置Redis为守护进程运行,而这里又配置为日志记录方式为标准输出,则日志将会发送给/dev/null
   • logfile stdout
8. 设置数据库的数量，默认数据库为0，可以使用SELECT <dbid>命令在连接上指定数据库id
   • databases 16
9. 指定在多长时间内，有多少次更新操作，就将数据同步到数据文件，可以多个条件配合

   • save <seconds> <changes>

     Redis默认配置文件中提供了三个条件：

     save 900 1

         save 300 10

         save 60 10000

     分别表示900秒（15分钟）内有1个更改，300秒（5分钟）内有10个更改以及60秒内有10000个更改。

10. 指定存储至本地数据库时是否压缩数据，默认为yes，Redis采用LZF压缩，如果为了节省CPU时间，可以关闭该选项，但会导致数据库文件变的巨大
    • rdbcompression yes
11. 指定本地数据库文件名，默认值为dump.rdb
    • dbfilename dump.rdb
12. 指定本地数据库存放目录
    •   dir ./
13. 设置当本机为slav服务时，设置master服务的IP地址及端口，在Redis启动时，它会自动从master进行数据同步
    • slaveof <masterip> <masterport>
14. 当master服务设置了密码保护时，slav服务连接master的密码
    • masterauth <master-password>
15. 设置Redis连接密码，如果配置了连接密码，客户端在连接Redis时需要通过AUTH <password>命令提供密码，默认关闭
    • requirepass foobared
16. 置同一时间最大客户端连接数，默认无限制，Redis可以同时打开的客户端连接数为Redis进程可以打开的最大文件描述符数，如果设置 maxclients 0，表示不作限制。当客户端连接数到达限制时，Redis会关闭新的连接并向客户端返回max number of clients reached错误信息
    • maxclients 128
17. 指定Redis最大内存限制，Redis在启动时会把数据加载到内存中，达到最大内存后，Redis会先尝试清除已到期或即将到期的Key，当此方法处理 后，仍然到达最大内存设置，将无法再进行写入操作，但仍然可以进行读取操作。Redis新的vm机制，会把Key存放内存，Value会存放在swap区
    • maxmemory <bytes>
18. 指定是否在每次更新操作后进行日志记录，Redis在默认情况下是异步的把数据写入磁盘，如果不开启，可能会在断电时导致一段时间内的数据丢失。因为 redis本身同步数据文件是按上面save条件来同步的，所以有的数据会在一段时间内只存在于内存中。默认为no
    • appendonly no
19. 指定更新日志文件名，默认为appendonly.aof
    • appendfilename appendonly.aof
20. 指定更新日志条件，共有3个可选值：

    • no：表示等操作系统进行数据缓存同步到磁盘（快） 
      always：表示每次更新操作后手动调用fsync()将数据写到磁盘（慢，安全） 
      everysec：表示每秒同步一次（折中，默认值）

      appendfsync everysec

21. 指定是否启用虚拟内存机制，默认值为no，简单的介绍一下，VM机制将数据分页存放，由Redis将访问量较少的页即冷数据swap到磁盘上，访问多的页面由磁盘自动换出到内存中（在后面的文章我会仔细分析Redis的VM机制）
    • vm-enabled no
22. 虚拟内存文件路径，默认值为/tmp/redis.swap，不可多个Redis实例共享
    • vm-swap-file /tmp/redis.swap
23. 将所有大于vm-max-memory的数据存入虚拟内存,无论vm-max-memory设置多小,所有索引数据都是内存存储的(Redis的索引数据 就是keys),也就是说,当vm-max-memory设置为0的时候,其实是所有value都存在于磁盘。默认值为0
    • vm-max-memory 0
24. Redis swap文件分成了很多的page，一个对象可以保存在多个page上面，但一个page上不能被多个对象共享，vm-page-size是要根据存储的 数据大小来设定的，作者建议如果存储很多小对象，page大小最好设置为32或者64bytes；如果存储很大大对象，则可以使用更大的page，如果不 确定，就使用默认值
    • vm-page-size 32
25. 设置swap文件中的page数量，由于页表（一种表示页面空闲或使用的bitmap）是在放在内存中的，，在磁盘上每8个pages将消耗1byte的内存
    • vm-pages 134217728
26. 设置访问swap文件的线程数,最好不要超过机器的核数,如果设置为0,那么所有对swap文件的操作都是串行的，可能会造成比较长时间的延迟。默认值为4
    • vm-max-threads 4
27. 设置在向客户端应答时，是否把较小的包合并为一个包发送，默认为开启
    • glueoutputbuf yes
28. 指定在超过一定的数量或者最大的元素超过某一临界值时，采用一种特殊的哈希算法

    • hash-max-zipmap-entries 64

          hash-max-zipmap-value 512

29. 指定是否激活重置哈希，默认为开启（后面在介绍Redis的哈希算法时具体介绍）
    • activerehashing yes
30. 指定包含其它的配置文件，可以在同一主机上多个Redis实例之间使用同一份配置文件，而同时各个实例又拥有自己的特定配置文件
    • include /path/to/local.conf

6,Redis 数据类型

Redis支持五种数据类型:string(字符串), hash(哈希), list(列表), set(集合)及zset(sorted set:有程序集合)

1. String(字符串)string是redis最基本类型,你可以理解成与Memcached一模一样的类型,一个key对应一个value.string类型是二进制安全的,意思是redis的string可以包含任何数据,比如jpg图片或者序列化的对象,string类型是Redis最基本的数据类型,string类型的最大能存储512M
2. Hash(哈希) Redis hash是一个键值(key=>value)对集合,Redis hash是一个string类型的field和value的映射表,hash特别适合用于存储对象
3. List(列表) Redis列表是简单的字符串列表,按照插入排序,可以添加一个元素到列表的头部(左边)或者尾部(右边)
4. Set(集合) Redis的Set是string类型的无序集合,集合是通过哈希表实现的,所以添加,删除,查找的复杂度都是O(1)
5. Zset(soorted set: 有序集合) Redis zset一样也是string类型元素的集合,且不允许重复的成员,不同的是每个元素都会关联一个double类型的分数,redis正式是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序,zset的成员是唯一的,但分数(score)却可以重复

7,Redis的命令

Redis命令用于在redis服务上执行操作,要在redis服务上执行命令需要一个redis客户端.Redis客户端在我们之前下载的redis的安装包中

redis-cli

在远程服务上执行命令(远程连接)

redis-cli -h host -p port -a password